Есть задача измерять сопротивление по 4-х точечному методу многослойных металлических пленочных структур (сопротивление до 100 Ом). Необходим источник тока на 1 мА со стабильностью - 1мкА-0,1мкА.

Можно ли самому что-то соорудить? Или возможно как-то доработать источник тока (есть на кафедре) но стабильность его не достаточна - 0,1 мА?

Еще вопрос. Как бы попроще организовать, ввод значения тока в ПК?
Помогите, пожалуйста, может, кто сталкивался?

Частично присоединяюсь к вопросу со своим - нельзя ли использовать в качестве вышезаявленного источника тока ЦАП с токовым выходом? С правильной опорой и ЦАП правильной разрядности.

Стабильность какая? Кратковременная-долговременная, по температуре, при изменении сопротивления нагрузки (в каких пределах).

Стабильность нужна долговременная, так как эксперимент идет 3-6 часов. Хотя можно уменьшить требования к времени стабильности, если организовать ввод точного значения тока в компьютер (измерять на пределе 1 мА с точностью до 3-4 знака). Можно и не вводит значения тока в компьютер (если будет стабильный источник тока). А узнать, например его в начале эксперимента.

По температуре стабильность особо не нужна. Так как эксперимент проходит в лаборатории при комнатной температуре и думаю, что за 3-6 часов она сильно не измениться.

Сопротивление измеряемых образцов лежит в пределе до 100 Ом. Меняется не сильно +-10-20 Ом.

У нас есть 16 битные АЦП компании Advantech, собираемся брать 24 битную АЦП (USB от National Instruments) и поэтому нужен стабильный источник тока. Так как сопротивления надо измерять с точностью 0,001 – 0,0001 Ом и возможно даже лучше (на будущее). Абсолютная погрешность определения сопротивления особо не интересует, важна разрешающая способность, так как снимаются зависимости сопротивления от температуры или деформации или магнитного поля.

Есть два пути:
1. Обеспечить стабильный ток, и зная ток измерять напряжение.
2. Включить последовательно с измеряемым сопротивлением некоторое эталонное сопротивление - можно даже меру нужного класса точности, и одновременно измерять напряжение на том и на другом. При 2м способе требования к стабильности источника тока минимальны, но высокие требования к идентичности каналов АЦП образцового и измеряемого сопротивления. ИМХО второй способ предпочтительнее.

Почему бы не взять прецизионный источник опорного напряжения и прецизионный операционник и на них не собрать источник тока?

Спасибо за ответы...



Интересный подход... Сам не догадался, спасибо за ответы... АЦП есть на 8 каналов. Но все равно нужен стабильный источник тока, т.к. у нас есть источники тока БП-50(49) так стабильность у них только +-0,1 мА. А так как момент снятия напряжения с образца и эталонного сопротивления может немного разниться (думаю доли секунды) то в этом моменте ток должен быть стабильным...

А какие эталонные сопротивления вы посоветуете? Где бы взять? Может кто сталкивался? Наверно должны иметь хорошую температурную стабилизацию...

Я думаю если сделает следующее... Взять батарейку (акамулятор) добавить Current Regulator Diode (например обсуждалось в ветке )Источник тока 2,5 мА ). Далее последовательно подключить эталонное сопротивление, образец. Будет ли такая схема работать? Я думаю, что таким образом можно исключить хаотическую нестабильность тока в блоках питания. Т.к. особенно не важно будет ток 1мА или 2.5мА. Главное что бы ток был стабильный во время АЦП с эталонного сопротивления и образца. Можно ли достигнуть таким методом точности измерения сопротивления до 3-4 знака?



Где взять? Или как самому сделать? Подскажите пожалуйста...
Или можно как то доработать имеющиеся в нашем распоряжении источники тока - БП-50(49)?
Мне бы надо как то попроще решить задачу...

А что тут трудного? Вариантов масса, в книжках описаны. Навскидку - ОУ по схеме трансимпедансного усилителя (преобразователь "ток-напряжение"), на вход ему опору с прецизионного источника (какой-нито ADR42x или от Maxim, там даже и получше есть), в обратную связь нагрузку - там будет протекать нужный ток. Резистор входной для ОУ тоже лучше прецизионный ставить - у таких ТКС лучше.

Возможно, вышеописанный вариант Вам не подойдет, т.к. нагрузка там включается в ОС ОУ. Тогда можно даже и проще поступить - схема классическая: опора, с нее на неинвертирующий вход ОУ с выхода ОУ на затвор полевика. В исток полевику резистор, с резистора - на инвертирующий вход ОУ. Опора, ОУ и резистор, ессно, прецизионные. Все нестабильности и неточности полевика будут компенсироваться за счет ООС. Со стока полевика получите ток. Полевик - mosfet, конечно.

Если у Вас сопротивления достаточно линейные (в пределах 1..2%) и если есть 8 каналов АЦП, так может быть просто взять стабильный (можно и прецизионный ) резистор 10к, через него от источника 10В запитывать Ваши образцы. Контролировать как падение напряжения на образце, так и общее питание. Остальное - расчет. По крайней мере мере аппаратных затрат - практически ноль. Весь груз - на вычисления (этого-то добра, наверное, хватает). Источник должен иметь кратковременную стабильность. Можно и шумах ( и о наводках ) позаботиться. Экранировки , развязывающие конденсаторы.. по месту.

Р331 по ссылке - есть и на 100 Ом. Точность и стабильность - более чем достаточная
http://www.measurement.ru/gk/electro/04/01/008.htm

Если каналы АЦП с одновременной выборкой - тогда можно не грузиться нестабильностью источника тока. И еще каналы АЦП должны быть гальванически изолированные...
Я так понял, вам нужны готовые платы для ПК, и собирать из рассыпухи вы не хотите?

Я думаю, что прецизионный резистор особо не нужен, главное наверное что бы у него ТКС (температурный коэффициент сопротивления) стремился к нулю…



Р331 по ссылке - есть и на 100 Ом. Точность и стабильность - более чем достаточная
http://www.measurement.ru/gk/electro/04/01/008.htm

Если каналы АЦП с одновременной выборкой - тогда можно не грузиться нестабильностью источника тока. И еще каналы АЦП должны быть гальванически изолированные...
Я так понял, вам нужны готовые платы для ПК, и собирать из рассыпухи вы не хотите?



Катушки по точности и стабильности устраивают, но они громоздки и купить в Украине их будет проблема… АЦП у нас есть, на 8 каналов, 16 бит, с гальванической изоляцией (Adam 4018, 4019+) + хотим купить АЦП от National Instruments на 24 бита.



Посоветуйте пожалуйста какой взять прецизионный резистор (на 0,1-10 кОм) с маленьким ТКС не дорогой и доступный.

Я в этом случае еще использовал в качестве опорника опорник АЦП,
тогда погрешность измерений зависит только от стабильности опорного резистора.
Как и должно быть в идеальном измерителе сопротивления.
Опорник может быть плохим, на цифру это не влияет, все компенсируется.
Опорный резистор включается как токозадающий.
Более того, АЦП желательно синхронный с преобразованием в частоту за время кратное 20мс,
тогда устраняется влияние 50гц.
Подсчет импульсов ведется на счетчике от частоты синхронизации преобразователя,
таким образом высокая стабильность частоты тоже не требуется.

При измерении температуры с помощью платиновых термосопративлений меряем их с такойже точность и тоже 100 омные. при этои АЦП 12 разрядный. источник тока вообще не выдерживает критики. Вся идет в сравнении с эталонным восокостабильным 100 омным сопративлением включенным последовательно с измеряемымы.
Во второй схеме они поочереди коммутируются на источник тока.

Точность обеспечивается последующей обработкой снокократноизмеренных значений в контроллере.
Темпенретура не может мгновенно изменится и осрелении и фильтрация измеренных значений приводит к нужному результату.

Можно отрезать кусок манганиновой проволоки, которую можно купить на любом приличном радиорынке. Рассчитываете сопротивление, отрезаете нужную длину - и резистор готов. Желательно только проволоку потоньше, чтобы отрезок не слишком длинный был, и не наматывать его, а сложить аккуратно, чтобы из резистора индуктивность не получить. А ТКС у такого резистора будет отличный.

Они дешевыми не бывают. на Farnell лежат. 1...2 бакса стоят за штуку.
есть и по 0.2$ но 3а 4500 штук